Maye kristallar öz fazasında mövcuddurlar. Onlar mayelər kimi axmağa qadirdirlər, lakin onların molekulları bir qədər nizamlı şəkildə düzüldüyü üçün işığı əks etdirmək üçün asanlıqla idarə oluna bilər. Bu çeviklik maye kristalları enerjiyə qənaət edən telefon, televizor və kompüter ekranları üçün əsas material halına gətirdi.

Təbiət Kimyası sahəsində yeni bir araşdırmada Dartmut və Cənubi Metodist Universitetinin tədqiqatçıları maye kristallar üçün bir gün mümkün ola biləcək digər tətbiqlərə işarə edirlər, hamısı təbii işıqla işləyir . Bunlara maye kristal lazerlər, asanlıqla çap oluna və silinə bilən displeylər və saxtakarların qarşısını almaq üçün banknotlara əlavə oluna bilən mikroskopik etiketlər daxildir.

Bu fantastik gadgetların mərkəzində müxtəlif rəngləri əks etdirməyə imkan verən maye kristallarda forma dəyişikliklərinə səbəb ola bilən sintetik molekulyar keçid var. Dartmutun kimya professoru İvan Aprahamyanın laboratoriyasında dizayn edilmiş keçid, triptisen üzvi molekulundan və işıq nəbzi ilə açılıb-sönə bilən hidrazonlar adlı birləşmələr sinfindən ibarətdir.

Tədqiqatda Aprahamian və onun həmkarları göstərirlər ki, hidrazonlar triptisenə elə bağlana bilər ki, molekulun simmetriyası pozularaq onu şiral edir. Xiral molekullar iki güzgü şəklində olur ki, bizim əllərimiz kimi, bir-birinin üzərinə tamamilə qoyula bilməz.

Xiral triptisen maye kristal molekulu ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, digər maye kristal molekulların bir sıraya düşməsinə səbəb olan hadisələr zəncirini hərəkətə gətirir və burulmuş, DNT-yə bənzər spirallarda yenidən təşkil edilir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1729105040&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-synthetic-molecular-enables-natural.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOS4wLjY2NjguMTAxIl0sWyJOb3Q9QT9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiXV0sMF0.&dt=1729104500663&bpp=1&bdt=887&idt=51&shv=r20241014&mjsv=m202410150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D534c8786bf75d2ee%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729104849%3AS%3DALNI_MbTHKZxl7gLOzTILa8TX13EitEOIw&gpic=UID%3D00000f0bc87df992%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729104849%3AS%3DALNI_MaecMbMcxPwV-J3CvP8YQRtr_yFWw&eo_id_str=ID%3D225932ab59df61d0%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729104849%3AS%3DAA-AfjYAtaJRoyFre-9Jvpoxw817&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1798641689894&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.375&dmc=8&adx=326&ady=1907&biw=1381&bih=663&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31087795%2C44795921%2C95344190%2C31088101&oid=2&pvsid=3672514272171118&tmod=520045854&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1396%2C663&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsW251bGwsbnVsbCxudWxsLCJkZXByZWNhdGVkX2thbm9uIl0sbnVsbCwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Sarmal formada maye kristallar öz hündürlüyünə və ya spiral quruluşundakı rulonların bir-birindən nə qədər məsafədə yerləşməsinə əsasən müxtəlif dalğa uzunluqlarında mühit işığını əks etdirir; spiralın uzanması və sıxılması rəng dəyişikliklərinə səbəb olur. Təbiətdə buqələmunlar və sefalopodlar da struktur xüsusiyyətlərindən istifadə edərək dərilərində heç bir piqment dəyişikliyi etmədən ətrafa anında qarışırlar.

Aprahamian deyir: “Spiral quruluşun hündürlüyünü artıraraq və ya azaltmaqla onun əks etdirdiyi rəngə nəzarət edə bilərik”. “Bunu akkordeon çalmaq kimi düşünün. Eşitdiyiniz tonu idarə etmək üçün aləti sıxıb genişləndirmək əvəzinə, səsin tonunu və gördüyünüz rəngi idarə etmək üçün işıqdan istifadə edirik.”

Tədqiqat sübut kimi Edvard Munkun “Fəryad” və Van Qoqun “Ulduzlu gecə” əsərlərinin canlı reproduksiyalarını təqdim edir. Şəkillər Alexander Lippert-in SMU-dakı laboratoriyasında mini slayd proyektoruna yenidən salınmış mikroskopla hazırlanıb.

Çoxrəngli ekran çapını xatırladan prosesdə tədqiqatçılar kiçik proyektordan şiral triptisenlə aşqarlanmış maye kristallardan hazırlanmış müvəqqəti ekranda bir sıra trafaretlər vasitəsilə işığı ötürmək üçün istifadə etdilər. Ekranın trafaret tərəfindən açıq qalan hissəsində müxtəlif uzunluqlarda işıq saçaraq bir-bir yeni rənglər əlavə edildi.

SMU-da tədqiqatın həmmüəllifi və dosenti Lippert deyir: “Nəxış çəkildikdən sonra o, günlərlə orada qala bilər”. “Siz də onu silib boş kətana qayıda bilərsiniz.”

Aprahamian’ın laboratoriyası əvvəllər hidrazon açarları dizayn etmişdi, lakin bu versiya maye kristaldan görünən rəngi əks etdirə biləcəyini sübut edən ilk versiyadır. Bu həm də ilk dəfədir ki, maye kristal displeydə açılıb-sönə bilən əlavədən istifadə etməklə sabit, uzunömürlü çoxrəngli təsvir proyeksiya edilib.

Əvvəlki təcrübələrdə Aprahamian dəyişdirilə bilən əlavəni izosorbid adlı şiral molekulla hazırlamağa çalışdı. Maye kristallar izosorbidlə qarşılıqlı təsirə girib spiral quruluş əmələ gətirsələr də, görünən işığı əks etdirmirdilər. 2016-cı ildə Telluridedə keçirilən konfransda MIT kimya professoru Aprahamian-a triptisenini sınamağı təklif etdi.

Aprahamian deyir ki, şiral triptisen şiral məlumatı maye kristallara nə qədər effektiv ötürə bildiyinə görə bir irəliləyiş oldu. Çoxlu sayda maye kristalları xassələrini dəyişdirmək üçün yeni konfiqurasiyaya çevirmək üçün nisbətən az molekul lazımdır.

Aprahamian deyir: “Bu, çavuş və əsgər effekti kimi tanınır”. “Bir neçə şiral “çavuş” molekulları çox sayda axiral “əsgər” molekullarının xüsusiyyətlərini idarə edir.”

Tədqiqat molekulyar səviyyədə baş verənləri ətraflı təsvir edir ki, bu da tədqiqatçılara yeni tətbiqlər üçün maye kristalları daha da araşdırmaqda kömək edə bilər.

“Biz indi daha yaxşı maye kristal əlavələr yaratmaq üçün bu biliklərə əsaslana bilərik ” dedi tədqiqatın ilk müəllifi, layihə üzərində Dartmutda doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı kimi işləyən Mandi, Hindistan Texnologiya İnstitutunun dosenti İndu Bala.

Ətraflı məlumat: Indu Bala və digərləri, Xiral triptisen fotoşəkilli aşqardan istifadə edərək çox mərhələli və çoxrəngli maye kristal əkslər, Təbiət Kimyası (2024). DOI: 10.1038/s41557-024-01648-0

Jurnal məlumatı: Nature Chemistry 

Dartmut Kolleci tərəfindən təmin edilmişdir